高壓油缸是機(jī)械裝備的重要部件。隨著裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級,向高端化快速發(fā)展,其市場需求量不斷增大。支座是高壓油缸的重要零部件,其制造方式主要以塑性成型為主,支座模具存在著壽命較短,制造成本較高,生產(chǎn)效率低下等問題。采用堆焊技術(shù)修復(fù)模具,不僅可以有效提高模具壽命,而且還會縮短支座的生產(chǎn)周期,降低企業(yè)成本,模具堆焊修復(fù)技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)、適用的綠色再制造技術(shù)。本文針對某鍛造廠的重工裝備高壓油缸支座鍛件模具在生產(chǎn)過程中的實(shí)際狀況,開展對模具堆焊修復(fù)的工藝研究,以獲得支座模具修復(fù)的最佳堆焊材料及熱處理工藝,并應(yīng)用于工程實(shí)踐。研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:

1.研究分析了支座模具的失效形式及原因,獲得了影響模具壽命的主要因素。研究表明:裂紋約占失效模具比例的62%,磨損約為38%,變形約為60%,斷裂現(xiàn)象較少,裂紋、磨損和變形是支座模具的主要失效形式;通過失效位置的夾雜物分析得出硫化物、氧化物等雜質(zhì)對模具的失效也有重要影響;通過鍛造模擬分析得出鍛造過程中的高溫及載荷對模具影響很大。合金成分、硬度、拉伸性能、耐磨性、熱穩(wěn)定性等都是影響支座模具壽命的重要參數(shù)指標(biāo)。

2.研究了堆焊工藝參數(shù),并確定了堆焊工藝。通過理論分析和實(shí)踐總結(jié),選擇堆焊設(shè)備為型號Dimension812的氣體保護(hù)電弧焊機(jī),選擇堆焊材料9650、D650、D397,并確定支座模具堆焊修復(fù)采用加熱爐預(yù)熱,預(yù)熱溫度為450℃,預(yù)熱時間為12h,堆焊電流為650A,堆焊電壓為36-38V,送絲速度為10-15cm/min。

3.研究了影響堆焊材料性能的重要因素,確定了最佳使用效果的堆焊材料9650。采用對比試驗(yàn)的方法對合金成分、硬度和拉伸性能進(jìn)行對比研究,獲得了其影響規(guī)律,確定了元素成分、硬度、強(qiáng)度和韌性等綜合性能較好的堆焊材料9650為最優(yōu)堆焊材料。

4.研究確定了最佳熱處理工藝為550℃×3h。采用對比試驗(yàn)的方法,分別對不同熱處理時間和溫度下的堆焊覆層組織性能進(jìn)行對比研究,獲得了熱處理工藝參數(shù)對堆焊組織性能的影響規(guī)律,確定了最佳熱處理工藝為550℃×3h。

5.開展了模具堆焊修復(fù)的工程應(yīng)用研究。采用上述研究結(jié)果,針對失效的支座模具進(jìn)行堆焊修復(fù)應(yīng)用研究,相比常規(guī)修復(fù)方法,修復(fù)后的模具使用壽命提高了50%,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。